王小翠(阿爾斯通(武漢)工程技術有限公司,湖北武漢 430205)
管殼式換熱器強化傳熱技術的途徑及應用
王小翠
(阿爾斯通(武漢)工程技術有限公司,湖北武漢 430205)
從傳熱公式出發,分析了管殼式換熱器傳熱強化的主要途徑;從強化傳熱的原理出發,介紹了管殼式換熱器強化傳熱技術的發展方向及常見應用。
管殼式換熱器;強化傳熱;總傳熱系數
強化傳熱可以大幅度提高換熱器的效率,即在保證設備傳熱量不變的情況下使其結構更加緊湊,節約材料,降低成本,節約能源,同時滿足設備安裝空間有限等特殊要求。其中,管殼式換熱器由于其適用性廣、處理能力大、結構簡單、清洗方便、能適應高溫高壓等特點,一直是石油、化工、核電等行業應用最普遍的一種換熱器。如制氫裝置中高溫氣體(T=~1000℃,P=~10MPa)的冷卻器多為管殼式[1],核電系統中應用最廣的換熱器也為管殼式,因此,在設計過程中如何最大程度的有效利用強化傳熱技術,顯著改善管殼式換熱器傳熱性能,是設計人員應該關注的重點。
根據總傳熱方程:

可知,強化傳熱的途徑有提高總傳熱系數K、擴展傳熱面積A和加大對數平均溫差△tm。
1.1提高傳熱系數K
提高總傳熱系數是強化傳熱過程的積極措施,根據總傳熱系數計算公式:

式中,h1、h2分別為殼程對流換熱系數、管程對流換熱系數,顯而易見,總傳熱系數會隨著h1、h2的增大而增大,設計中,通常通過加大雷諾數Re,增加管程或殼程數,增加折流板等方法試算。……